[發(fā)明專利]一種高效降解亞甲基藍的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710872894.7
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN107486110B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 肖巍;周文杰;張艷華
• 申請（專利權）人: 重慶文理學院
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J21/18;B01J35/08;C02F1/32;C02F1/72;C02F101/30
• 代理公司: 重慶晶智匯知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

一種高效降解亞甲基藍的方法，按如下步驟：(1)配制濃度為10mg/L的亞甲基藍水溶液，取其中48mL加入至反應管中，然后將5mg的石墨烯/二氧化鈦空心復合微球超聲分散于2mL濃度為10mg/L的亞甲基藍水溶液中，再將其在攪拌條件下滴加至上述反應管中；將步驟(1)中的反應管置于光化學反應儀中，以高壓汞燈作為紫外光源，將功率設置為300W，劇烈攪拌條件下進行光催化反應。

本發(fā)明是申請?zhí)枮?01510425962.6、申請日2015年07月20日、發(fā)明名稱為“一種具有空心微球狀的石墨烯/二氧化鈦復合材料及其制備方法”的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及一種具有高效降解亞甲基藍的石墨烯/二氧化鈦復合材料的制備方法。

背景技術

石墨烯基復合材料的開發(fā)和應用成為了當前材料科學領域的熱點。在以往的研究中，人們常以各種功能納米顆粒(如貴金屬、金屬氧化物、金屬硫化物、聚合物納米顆粒等)先負載于氧化石墨烯片表面，然后將其還原成石墨烯成分來獲得石墨烯基復合材料，并廣泛應用于催化、傳感、藥物緩釋和能源存儲等領域。然而采取這種策略來合成既容易引發(fā)聚集行為進而極大地降低材料的比表面積，同時也不利于制備結構更復雜、性質更出眾的石墨烯基復合材料。相比之下，通過氧化石墨烯在基底物質表面的組裝來構建具有獨特形貌、大比表面積和出色性能的石墨烯基復合材料的報道則并不多見。二氧化鈦可廣泛應用于水體中有機污染物的降解，并具有廉價、低毒、高穩(wěn)定性以及抗光腐蝕等特點，因而被認為是當前最具前景的半導體光催化劑。盡管二氧化鈦兩種主要晶型即銳鈦礦和晶紅石均具有一定的催化效果，研究者仍舊致力于進一步提高其催化效率。比如通過制備成異質結構的二氧化鈦，或者將二氧化鈦與貴金屬納米顆粒進行復合，又或者采取在二氧化鈦中摻雜其他金屬或非金屬離子等辦法來強化其催化性能。石墨烯的出現(xiàn)，使得人們又多了一種用以增強二氧化鈦光催化性能的選擇。石墨烯良好的電子遷移率使其與半導體材料復合后能夠有效轉移光催化過程中所產(chǎn)生的光生電子，并延遲光生電子與空穴的結合，從而大大提高復合材料的催化效率。有鑒于此，一些石墨烯/二氧化鈦復合材料得以被相繼開發(fā)，但是已被報道的石墨烯/二氧化鈦復合材料一方面往往結構單一，比表面積較小，水分散性差；另一方面這些材料在制備過程中所需時間長，退火溫度高，合成工藝繁瑣，因而極大地限制了其應用范圍。因此有必要開發(fā)一種反應條件溫和、制備工藝簡單并且經(jīng)濟實用的方法用以制備具有獨特結構形貌、大比表面積和良好光催化效果的石墨烯/二氧化鈦復合材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是提供一種高效降解亞甲基藍的石墨烯/二氧化鈦復合材料的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

首先制備二氧化硅膠體微球作為構建空心微球狀結構的模板，再在二氧化硅微球表面通過超聲輔助的自組裝方法包覆一層氧化石墨烯得到二氧化硅/氧化石墨烯復合微球，然后采取溶劑熱法在該復合物微球表面沉積二氧化鈦納米顆粒，同時使其中的氧化石墨烯成分還原成石墨烯并在此過程中將二氧化硅內核一并去除，從而方便、簡單地制備出石墨烯/二氧化鈦空心復合微球，使之應用于有機染料的光催化降解，具體包括以下步驟：

(1)采用稍加改進的法制備單分散尺寸可控的二氧化硅膠體微球[(a)Wang,W.；Gu,B.；Liang,L.；Hamilton,W.A.J.Phys.Chem.B 2003,107,3400-3404.(b)Wang,W.；Gu,B.；Liang,L.；Hamilton,W.A.J.Phys.Chem.B 2003,107,12113-12117.]，其粒徑可調范圍為200-500nm。

(2)通過靜電作用于二氧化硅微球表面組裝一層陽離子聚電解質聚二烯丙基二甲基氯化銨，從而使二氧化硅微球表面正電化。